Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Port-Expander mit Logikbausteinen


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von Mann Fred (Gast)


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Ich brauche einen 88x2 Eingang und Ausgang = 360 Leitungen für einen 
Microprozessor und möchte auf fertige Module zurückgreifen. Ich denke da 
an einen Port-Expander mit Logikbausteinen wie PLDs. Gefunden habe ich 
auch welche, es braucht aber mehrere parallel. Ich gehe von 4 Modulen 
aus.

Die Module sind per JTAG programmierbar. Jedes hat seinen eigenen 
Flash-Baustein und seinen eigenen Stecker.

Frage: Kriegt man die irgendwie verschaltet, daß es möglich ist, sie mit 
einem Kabel ohne Umzustecken zu programmieren?

(Etwas Leitenbahnkratzen und Umlöten an den Modulen wäre i.O.)

Das Ziel wäre alle 4 Module und ihre Flashes in einer chain. Oder 
wenigstens jeweils 2?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Mannfred T. schrieb:
> Ich brauche einen 88x2 Eingang und Ausgang = 360 Leitungen für einen
> Microprozessor
Wie schnell müssen die Eingänge und Ausgänge aktualisiert werden können? 
Und wofür brauchst du denn diese 360 EA? Müssen die tatsächlich alle auf 
1 zebntralen Punkt gesammelt sein? Oder brauchst du die EA auf einen 
größeren Raum verteilt?

> Die Module sind per JTAG programmierbar.
Welche Module meinst du da konkret?

> Ich denke da an einen Port-Expander mit Logikbausteinen wie PLDs
Ja, aber wozu brauchst du dann JTAG und eine Funktion zum 
"Umprogrammieren" der Bausteine? Die PLDs/FPGAs programmiert einmal mit 
der nötigen EA-Funktion und danach werden sie nur noch vom Prozessor per 
UART/I2C/SPI oder über einen parallelen Port angesteuert.

: Bearbeitet durch Moderator
von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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JTAG hängt normalerweise alle Chips in eine Kette so wie SPI.

Vielleicht kommst du mit fertigen I/O-Expandern besser zurecht. Cypress 
(nun bei Infineon) hat welche mit bis zu ca. 70 I/Os.

von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Manni T. schrieb:
> Port-Expander mit Logikbausteinen wie PLDs

Warum?
I²C Port Expander, SPI Port Expander, Serielle Shift Register mit 
Parallel out am SPI.
Es gibt zahllose Möglichkeiten bei denen die MCU kaum mehr als 2-3 Pins 
braucht.

von Motopick (motopick)


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Der TO braucht das wohl fuer seinen Farfisa Klangkadaver.
Wenn die Pegel passen, kaemen fuer die Eingaenge 74HC165
und fuer etwaige Ausgaenge 74HC595 in Frage.
Kaskadiert natuerlich. :)

von Michael B. (laberkopp)


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Manni T. schrieb:
> Die Module sind per JTAG programmierbar.

Ja, programmierbar.

Willst du überhaupt das PLD programmieren oder willst du nur per JTAG im 
Debug Modus den Zustand der Eingänge lesen ?

Ich vermute, du brauchst den PLD Teil überhaupt nicht, daher sind die 
Module für dich unsinnig.

Motopick schrieb:
> Der TO braucht das wohl fuer seinen Farfisa Klangkadaver.
> Wenn die Pegel passen, kaemen fuer die Eingaenge 74HC165
> und fuer etwaige Ausgaenge 74HC595 in Frage.
> Kaskadiert natuerlich. :)

Eher so was, wäre auch deutlich billiger, aber ist ein IC ein 
Fertigbaustein im Sinne des Fragenden ?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Motopick schrieb:
> Der TO braucht das wohl fuer seinen Farfisa Klangkadaver
Dann würde ich die Manuale und das Pedal sowieso komplett voneinander 
trennen und Midi dazwischen schalten.

Also 1 uC, der die Eingaben einliest und nach Midi wandelt. Und rin 2. 
uC, der Midi empfängt und die Tonerzeugung ansteuert.

von Motopick (motopick)


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> aber ist ein IC ein Fertigbaustein

Naja, schon an der Fragestellung des TO sieht man, dass er
(noch?) ueberhaupt keinen Plan hat. Vermutlich kennt er noch
nicht mal die "vorherrschenden" Logikpegel. Womoeglich ist das
alles noch in pMOS. :)

Er soll erstmal Fotos, Oszillogramme, etc. herausruecken.
Verher ist es sinnarm sich ueberhaupt Gedanken zu machen.

von Mann Fred (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Ja, aber wozu brauchst du dann JTAG und eine Funktion zum
> "Umprogrammieren" der Bausteine?
Entwicklungsphase. Ich will nicht Umstecken.

Motopick schrieb:
> Wenn die Pegel passen, kaemen fuer die Eingaenge 74HC165
> und fuer etwaige Ausgaenge 74HC595 in Frage.
> Kaskadiert natuerlich. :)
Wurde überlegt, nein. Ich will keine Baugruppe aufbauen sondern die 
Funktion kompakt haben. Die Module haben den benötigten 3,3V-Logikpegel 
zum Ansteuern der Analogschaltergruppen.

Es geht wirklich um die Frage, wie das verschaltet werden muss/kann, 
damit ich an einem Programmieradapter alle diese Module sehe. Im Grunde 
reichen die Flashes.

von Mann Fred (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Willst du überhaupt das PLD programmieren oder willst du nur per JTAG im
> Debug Modus den Zustand der Eingänge lesen ?
Sowohl als auch. U.a, möchte ich den internen Logikanalysator benutzen.

Michael B. schrieb:
> Ich vermute, du brauchst den PLD Teil überhaupt nicht, daher sind die
> Module für dich unsinnig.
Du darfst mir zutrauen, dass ich entscheiden kann, was ich benötige. :-)

Ich frage wohl am besten der Hersteller direkt.

von Motopick (motopick)


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> Ansteuern der Analogschaltergruppen

Aha. Wieder ein Puzzleteil mehr.
Noch reicht es aber nicht fuer das gesamte Bild.
Es bleibt also weiterhin spannend.

> sondern die Funktion kompakt haben

Allerdings dann mit einem "Zopf" an dem 360 IOs haengen.
Das sind, wer sowas schon mal gesehen hat, fast 4 Kabel mit 100 DA.
Aber wenn es so Spass macht. :)
Und wenn deine Schaetzung richtig ist. Es koennten auch
noch ganzzahlige Vielfache von 360 werden.

> Du darfst mir zutrauen, dass ich entscheiden kann, was ich benötige. :-)
> Ich frage wohl am besten der Hersteller direkt.

Das wird wohl zweifellos das Allerbeste sein.
Die werden sich geradezu darum reissen, dir ihre "Module" zu verkaufen.

Du solltest dann auch gleich einen Betrag fuer "Support" einplanen.
Deren Geduld ist naemlich auch endlich, und erschoepft sich dann bei
Fragen recht schnell. Fuer Supportfragen ist naemlich der Hersteller
zustaendig, und nicht das Forum hier.

von Motopick (motopick)


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P.S.

Wie man JTAG-Chains aufbaut, findet man in den Usermanuals der PLDs.
Die musst "nur" lesen (und verstehen).

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Motopick schrieb:
> Wie man JTAG-Chains aufbaut, findet man in den Usermanuals der PLDs.
> Die musst "nur" lesen (und verstehen).
Dort steht aber nicht drin, wie man per Boundary Scan via JTAG Interface 
die IO-Pins der FPGAs/CPLDs einlesen oder ansteuern kann.

Es ist absurd, zu versuchen, für die "Entwicklung" diese Bausteine als 
riesige Portexpander verwenden zu wollen.

Manni T. schrieb:
> Ich frage wohl am besten der Hersteller direkt.
Tu das. Und ein Tipp: denk dir eine Stückzahl mit vielen Nullen aus...

Ich habe schon geschrieben, wie das im echten Leben geht: msch ribe 
HDL-Beschreibung, die dir aus dem FPGA diesen Portexpander mit SPI 
Schnittstelle macht. Mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit rät dir das auch 
der FAE.

: Bearbeitet durch Moderator
von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Lothar M. schrieb:
> Es ist absurd, zu versuchen, für die "Entwicklung" diese Bausteine als
> riesige Portexpander verwenden zu wollen.
Nach so vielen Jahren hier kannst Du Dich über sowas noch ärgern?
Klar ist das absurd.

SPI, Shiftregister mit Parallelausgang, Miso, Mosi, Clk, Output Enable 
und die MCU hätte fast garnichts zu tun.
180bit schreiben, zeitgleich einlesen u.U. per DMA, dann kann die MCU 
die meiste Zeit im Tiefschlaf verbringen.

Aber man kann natürlich auch 14 Raspis programieren und per Wlan Daten 
auf ihren 26 IOs verteilen oder ein FPGA KI Portexpander bauen.
Macht einfach mehr her, als ein paar popelige shift Register und eine 
sich langweilende 8bit MCU im SO8.

Aber:
Manni T. schrieb:
> Du darfst mir zutrauen, dass ich entscheiden kann, was ich benötige. :-)

Na dann...

von Motopick (motopick)


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> Dort steht aber nicht drin, wie man die IO-Pins der FPGAs/CPLDs einlesen
> oder ansteuern kann.

Davon schrub ich ja auch nichts. Aber man kann ja mit Sgnaltap/Chipscope
sich behelfen.

> Es ist absurd, zu versuchen, für die "Entwicklung" diese Bausteine als
> riesige Portexpander verwenden zu wollen.

Vermutlich soll es ein "distributed LA/Debugger" werden. :)
Anscheinend durchschaut der TO die zugrundeliegende Logik der

> benötigten 3,3V-Logikpegel
> zum Ansteuern der Analogschaltergruppen

doch noch nicht zur Gaenze. Das erste was seltsam ist, sind 3.3 V
Logikpegel in einem "alten" Instrument. Und wie man im parallelen
Thread nachlesen kann, dass bereits "gefilterte" Signale geschaltet
werden. Aber der TO weiss ja nach eigenem Bekunden was er tut. :)

Er sollte vielleicht besser ein paar Jahre Klavierstunden nehmen
statt das Instrument zu verhunzen.

von Mann Fred (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Ich habe schon geschrieben, wie das im echten Leben geht: msch ribe
> HDL-Beschreibung, die dir aus dem FPGA diesen Portexpander mit SPI
> Schnittstelle macht.

Das ist geplant. Nur nicht mit SPI.

von Björn W. (bwieck)


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Wenn ich sowas verrücktes Vorhätte:

Dann würde ich mich an diesen frühen Pianos orientieren die per 
Lochkartenband gesteuert wurden.

Das ist dann zwar alles mechanisch aber eventuell einfacher zu 
realisieren anstatt direkt in die Tonerzeugung einzugreifen.

von Mann Fred (Gast)


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Mit Lochkarten Orgeltasten steuern? Das war mir nicht bewusst, dass 
DAS einfacher sein soll.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Manni T. schrieb:
> Das ist geplant. Nur nicht mit SPI.
Ich sagte ja schon: mit JTAG und Boundary Scan ist es ein ungeschickter 
und unheimlich umständlicher Plan.

Denn kein anderes Interface ist einfacher anzusteuern als SPI, weil SPI 
kein Protokoll hat und einfach nur gekoppelte Schieberegister verwendet. 
Da wird kein großartiger Automat zur Verwaltung der Kommunikation 
gebraucht.


Manni T. schrieb:
> Ich gehe von 4 Modulen aus.
Wenn dein Plan ist, lediglich für die Entwicklung des HDL Designs die 
JTAG-Chain aufzubauen, dann ist auch das unnötig. Ich würde hier 1 Modul 
mit 90 EA entwickeln und wenn das funktioniert in die anderen 3 Module 
die selbe Konfiguration einprogrammieren.

: Bearbeitet durch Moderator
von Motopick (motopick)


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> Ich würde hier 1 Modul mit 90 EA entwickeln

Es gab hier ja schon viele Freds, in denen die Nutzung einer
vorhandenen Klaviatur diskutiert wurde. Ueber Ergebnisse hat
man immer reicht wenig gehoert. Auch 90 I(O(s wollen erstmal
mit dem "Erzeuger" verbunden werden.

Und das geht am "kabelsparsamsten" immer noch mit kaskadierten
Schieberegistern. Da reicht es Daten und Takt von Schieberegister
(modul) zu Schieberegister(modul) durchzureichen, und die
Anschluesse an die Klaviatur kurz zu halten.
88 Tasten sind bei einem Klavier Standard, und belegen die
volle Breite des Instruments. :)
Diese 88 Leitungen sind ja gleichzeitig auch 88 Antennen
die sich Dinge aller Art einfangen koennen. Man muesste also
scho abgeschirmtes Kabel verwenden.

Um "Auslesen" und "Ansteuern" zu testen, reichen eigentlich
2 popelige Schieberegister. Schon ein Modul waere
Verschwendung.

Der Ansatz die IOs mit JTAG :) auszulesen und anzusteuern,
wird ja (deutlich) erkennbar nichts werden. Dafuer ist die
Faktenlage ueber die JTAG-Internas viel zu prekaer.

Aber soll er mal machen. :)

Weitere Ratschlaege werde ich wohl nicht mehr geben.
Dafuer traegt mir der TO seine Nase zu hoch.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Motopick schrieb:
> Es gab hier ja schon viele Freds, in denen die Nutzung einer
> vorhandenen Klaviatur diskutiert wurde. Ueber Ergebnisse hat
> man immer reicht wenig gehoert.
Ich midifiziere gern mal ein Orgelvollpedal (grade stehen wieder 2 recht 
brauchbare hier herum). Das kann ein AVR mit ein paar Schieberegistern 
tadellos erledigen. Der Witz an den Schieberegistern ist, dass jedes nur 
8 Eingänge hat und so die Hardware recht fein granuliert werden kann. 
Ich bringe also die Elektronik an die Kontakte und eben nicht den 
Kontakt über einen dicken Kabelbaum zur Elektronik.

von Max M. (max_mueller)


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"Dafuer traegt mir der TO seine Nase zu hoch."
LOL, was soll den do ein Kommentar, dann klemm dir deine komplette 
Antwort doch gleich.
Das gleiche kann man nämlich auch über dich sagen, fällt dir aber 
offenbar nicht mal auf

von Motopick (motopick)


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: Ich midifiziere gern mal ein Orgelvollpedal

Das ist ja nun wirklich ein "seltsames" Hobby. :)

Ich habe mal bei einem echten Roland E-Piano nachgeruestet.
Das hatte ein "balanced Keyboard". Per Taste waren es
2 Hallschaltkreise (B461?) und 1 Magnet. Auch die liessen sich
natuerlich am einfachsten per Schieberegister "einsammeln".

Ganz ohne Eingriff in die Elektronik des Instruments.
Nir die Justierung war etwas muehselig.

von Motopick (motopick)


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> fällt dir aber offenbar nicht mal auf

Dir ist scheinbar noch nicht aufgefallen, dass es vom TO
nicht mal die Andeutung einer Aussage wozu das Ganze gut
sein soll, gibt. Statt dessen gibt es "Geschwafel":

> Wurde überlegt, nein. Ich will keine Baugruppe aufbauen

Ich kann im uebrigen meine Nase so hoch tragen wie ich will.
Das muss Mann sich aber auch leisten koennen.

Edith:
> Max M. (max_mueller)

Wenn du weiter nichts inhaltlich beizutragen hast, solltest
du einfech dein
halten.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Nachdem das dann zur allerseitigen Zufriedenheit diskutiert wurde: bitte 
zurück zum Thema. Und wenn zur Höhe der Nase noch was unklar ist: klärt 
das per PN.

: Bearbeitet durch Moderator
von Mann Fred (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Ich midifiziere gern mal ein Orgelvollpedal (grade stehen wieder 2 recht
> brauchbare hier herum). Das kann ein AVR mit ein paar Schieberegistern

Diese Schieberegister laufen typisch mit 10 MHz, wenn man sie sicher 
betreiben will. Auf der langen Strecke, geht das gerade mit 1MHz. Das 
entspricht einer update-Rate von gerade 10kHz. Das geht nur für Pedale, 
wenn maximal 2 getreten werden. Nutzt man alle Finger, müssten in diesem 
Paket 8 Werte ausgewertet und gesendet werden. Man bekommt dann keine 
echte Gleichzeitigkeit mehr, wenn diese über 2 Pakete verteilt werden.

Im PLD kann man voll parallel arbeiten und nur die weiterreichen, die 
auch gedrückt sind. Das ist ein Entscheidungsbaum mit 7 Stufen = maximal 
1/10 der Tatkfrequenz. Ein einfaches 10MHz PLD reagiert also mit 1MHz.

von Mann Fred (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Motopick schrieb:
>> Wie man JTAG-Chains aufbaut, findet man in den Usermanuals der PLDs.
>> Die musst "nur" lesen (und verstehen).
> Dort steht aber nicht drin, wie man per Boundary Scan via JTAG Interface
> die IO-Pins der FPGAs/CPLDs einlesen oder ansteuern kann.

Die PLD-Bausteine sollen noch mehr tun, als nur Schalten und MIDI 
interpretieren. Die PLDs sind gesetzt.

Es geht nun wirklich um die Eingangsfrage, ob ich die JTAGs einfach 
Außen irgendwie verschalten kann, so wie sie geliefert werden, oder ob 
ich das Umlöten muss oder kann.

von Harald K. (kirnbichler)


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Manni T. schrieb:
> Auf der langen Strecke, geht das gerade mit 1MHz.

Wenn man sich ungeschickt anstellt.

Verwendet man geeignete Verkabelung und differentielle Übertragung, sind 
auch andere Datenraten möglich, und das auch über Strecken, die ganz 
erheblich länger sind als so eine Tastatur breit ist.

Völlig willkürlich ausgesucht:
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn65hvd179.pdf
Der kann auch mit 25 MBit betrieben werden.

Geeignete Verkabelung: Twisted Pair.

Auf den sehr kurzen Strecken in Deinem Keyboard ist größerer Aufriss mit 
Schirmung etc. nicht erforderlich. Ja, das sind sehr kurze Strecken, 
lang wären Entfernungen > 10m. Und wenn Du übergründlich sein willst, 
dann nimmst Du halt geschirmte Kabel. Die gibts kostengünstig fertig 
konfektioniert mit Steckverbindern an beiden Enden -- als 
Ethernet-Kabel.

Du suchst Dir Probleme, die einfach nicht existieren.

von Motopick (motopick)


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> Völlig willkürlich ausgesucht:
> https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn65hvd179.pdf
> Der kann auch mit 25 MBit betrieben werden.

Ein voellig obsoletes 74AC165 schafft bei 5 V auch Minimum 100 MHz.
Stellt aber gewisse "Ansprueche" an einen qualifizierten Aufbau. :)

Da gibt es dann allerdings recht wenig Controller die da 
hinterherkommen.

von Harald K. (kirnbichler)


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Motopick schrieb:
> Ein voellig obsoletes 74AC165 schafft bei 5 V auch Minimum 100 MHz.

Das ist kein differentieller Leitungstreiber. Aber in Kombination mit 
einem (noch etwas besseren als dem von mir rausgesuchten) sicher gut 
einzusetzen.

Aber hey, PLDs mit JTAG-Chain klingt natülich viel mächtiger und ist 
"gesetzt". Für ein von Menschen bedientes Gerät, das, auch wenn es ein 
Eingabegerät für ein Musikinstrument ist, nur sehr endliche Ansprüche an 
zeitliche Auflösung hat.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Manni T. schrieb:
> Diese Schieberegister laufen typisch mit 10 MHz,
Wenn man sich das Leben unnötig schwer machen und solche HF-Probleme 
einfangen will. Bei mir laufen die Schieberegister wesentlich langsamer 
im 10kHz Bereich. Das reicht ja locker aus, schneller kann keiner die 
Tasten drücken oder das entsprechende Midi Kommando gesendet werden.

Merke: so schnell wie nötig und so langsam wie möglich.

Manni T. schrieb:
> ob ich die JTAGs einfach Außen irgendwie verschalten kann
Ja, es ist üblich, dass die JTAG-Ports
1. herausgeführt und
2. in Reihe geschaltet werden, solange
3. die Bausteine auf 1 und derselben Leiterplatte sind.

Es ist aber unüblich, mehrere Leiterplatten in die selbe JTAG-Chain zu 
packen.

Manni T. schrieb:
> Das entspricht einer update-Rate von gerade 10kHz. Das geht nur für
> Pedale, wenn maximal 2 getreten werden.
Überleg dir das nochmal. Du hast da ganz grundlegende 
Verständnisprobleme.

Und denk auch drüber nach, wie oft pro Sekunde jemand eine Taste drücken 
und loslassen kann und wie schnell die entsprechende Mechanik ist. Ich 
denke, schneller als 20 mal pro Sekunde schafft das nicht mal ein 
Profizitterer. Und du willst das gut 5000 mal schneller abtasten? Warum?

Mit meinen obigen 10kHz Schiebetakt kann ich zur Zufriedenheit aller 
Organisten alle(!!) 40 Taster und Kontakte des Pedals gut 250 mal pro 
Sekunde einlesen.

Manni T. schrieb:
> Die PLDs sind gesetzt.
Normalerweise bin ich der, der sagt "nimm ein FPGA". Aber eben nur dort, 
wo ein uC überfordert ist. Ich kenne FPGAs (such einfach mal mit Google 
nsch meinem Namen) und weiß, dass eine steile und anspruchsvolle 
Lernkurve vor dir liegt. Du wirst viel lernen (müssen).

> Die PLD-Bausteine sollen noch mehr tun, als nur Schalten und MIDI
> interpretieren.
Dann fang klein an und wünsche dir nicht zu viel in das FPGA rein.

: Bearbeitet durch Moderator
von Motopick (motopick)


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> Das ist kein differentieller Leitungstreiber.

Wenn man nicht vorhat, meterweise Kabel damit zu treiben, reicht
eine auf beiden Seiten seriell terminierte verdrillte Doppelader.
Also z.B. die 20 cm zwischen zwei Baugruppen.
Fuer die Terminierung kann man entweder auf Erfahrungswerte
zurueckgreifen oder man muss messen.
Ground muss man natuerlich nicht seriell terminieren. :)
Ausserdem reicht es, Ground nur einseitig anzuschliessen.

Das Ganze gehoert natuerlich in ein geschirmtes Gehaeuse.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Motopick schrieb:
> Ausserdem reicht es, Ground nur einseitig anzuschliessen.
Trotzdem müssen natürlich Sender und Empfänger suf gleichem 
Versorgungspotential liegen. Ganz ohne GND geht's dann doch nicht...

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Lothar M. schrieb:
> wie oft pro Sekunde jemand eine Taste drücken
> und loslassen kann und wie schnell die entsprechende Mechanik ist.

Das Thema hatten wir schon mehrfach. Es kommt am Ende auf die 
Genauigkeit an, mit der erfasst wird. Verzögerungen durch Mechanik und 
Elektronik (teilweise sogar Klangerzeugung) wird von den Musikern oft 
unbewusst vorkompensiert. Aus meiner Sicht müsste die 
Erfassungsgenauigkeit immer eine 10er-Potenz besser sein, als die 
Ungenauigkeiten durch den Abspieler.

Dazu hatte ich vor Jahren einst Untersuchungen bei Pianisten gemacht, 
wie genau diese die Tasten führen und Tonfolgen reproduzieren. Im 
Gegensatz zu Hobbymusikern tun die das erstaunlich genau! Ich bin auf 
eine minimale Abtastrate von 10kHz gekommen, um den Verlauf der Tasten 
so genau abbilden zu können, dass die Abtastung an sich keine 
musikalisch wirksamen Fehler erzeugt.

In der Größenordnung oder nicht viel schlechter bewegen sich auch die 
heutigen Keyboard-Schaltungen:

Der Hersteller, der diese aufklebbaren XY-Tasten für Klaviere vertreibt 
(touchkeys) arbeitet laut eigener Aussage mit 5kHz. Der muss sogar 
virtuell analoge Werte transportieren und nicht nur ein "An-Aus-Bit". 
Von einem Mitbewerber eines meiner Kunden habe ich gemessene Werte von 
über 20kHz.

Lothar M. schrieb:
> Taster und Kontakte dwa Pedals gut 250 mal pro
> Sekunde einkesen.
Das finde ich jetzt allerdings etwas knapp! Bis zu 4ms Jitter bei einer 
Latenz von MIDI um 1ms ist eigentlich unnötig. Was ist der Grund, nur 
10kHz Takt zu verwenden?

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Motopick schrieb:
> Ein voellig obsoletes 74AC165 schafft bei 5 V auch Minimum 100 MHz.
Entweder hast du eine Null zuviel, oder die neueren scheinen langsamer 
geworden zu sein. Laut Datenblatt schafft meins von TI 20MHz, das von 
Reneasas 25MHz, laufen aber nur bei 3.3V :-)

Ist aber nicht zwingend ein Hinternis:

Wenn die Abtastrate für alle Schieberegister nicht reicht, kann man 
mehrere parallele Ketten benutzen. Einige Keyboards deren digitale 
Funktion ich kenne, machen das so: Die Abtastung erfolgt mit z.B. 400kHz 
(I2C) vergleichsweise langsam, erstreckt sich aber nur auf eine 
Tastergruppe mit 11/12 Tönen. Die ASICs mit denen das getrieben wird, 
haben eben eine ausreichende Anzahl an I2C-Ausgängen.

Mit einem Micocontroller lässt sich das auch leicht manuell aufbauen: 
Alle Schieberegister bekommen den gleichen Takt und man liest 2 oder 3 
8-Bit-Ports ein. Der Rest ist Datendrehung. Sollte den µC nicht 
sonderlich belasten.

von Motopick (motopick)


Angehängte Dateien:

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Das sich die Baugruppen ein gemeinsames Ground teilen, ist obligatorisch
und bedarf keiner gesonderten Erwaehnung.

Vielleicht mal das "richtige" Datenblatt bemuehen?

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Du musst auch den Rest der Tabelle posten und die nachfolgenden Zeilen 
interpretieren. Als Einzelbaustein geht das natürlich schneller. Aber 
nicht in der Kaskade. Die Ausgänge müssen zudem auch geschaltet werden 
und nicht nur die Information intern weitergetaktet werden.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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J. S. schrieb:
> Was ist der Grund, nur 10kHz Takt zu verwenden?
Wie gesagt: da geht es um ein Orgelpedal. Da sind schon die 
Betätigungswege im Original recht undefiniert und schwammig.
Und wie gesagt: es hat sich noch keiner beschwert.

Natürlich kann man das auch 10 oder 20 mal schneller machen, aber dann 
muss eben auch der Rest (Mechanik und Klsngerzeugung) dazu passen. Und 
ein Klavier ist da schon einiges agiler unterwegs als eine Orgel, wo 
Latenzen im ms-Bereich allein durch die unterschiedlichen 
Pfeifenabstände zum Hörer auftreten.

J. S. schrieb:
> Die Abtastung erfolgt mit z.B. 400kHz (I2C) vergleichsweise langsam,
> erstreckt sich aber nur auf eine Tastergruppe mit 11/12 Tönen.
Genau so würde ich das auch machen: Teile und herrsche!

: Bearbeitet durch Moderator
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